보온 도시락의 열이 식지 않는 원리는 무엇인가요?
학교다닐때 요즘에는 도시락을 많이 싸가지 않지만 예전에 도시락을 싸갈때 요즘 같은 겨울에는 보온 도시락을 많이 사용했잖아요 보온 도시락이 따뜻함을 하루 종일 유지했었는데 원리가 무엇인가요?
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.
보온도시락은 외부와의 열 출입을 최대한 줄여 온도변화를 적게 만드는 병입니다.
자연에서 열은 전도, 대류, 복사의 3가지 방법으로 열평형에 이를 때까지 전달되며 보온도시락은 이 3가지 열전달을 최소화 할 수 있게 설계되었습니다.
우선 이중벽으로 만들어졌고, 내벽과 외부벽 사이 공간은 진공에 가깝게 만들어졌습니다. 그 결과 열을 전달할 물질이 없으므로, 전도와 대류가 최소화됩니다. 또 내벽과 내용물이 닿는 부분은 금속 도금이 되어있어 전자기파에 의한 복사를 최소화합니다. 보온도시락의 마개는 플라스틱이나 고무같이 열전도가 잘 안되는 물질로 만들어져 열 손실을 줄입니다.
이런 방식으로 내외부의 열의 이동을 줄여 온도를 유지시키는 것입니다.
안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.
보온 도시락은 겨울철에 따뜻한 식사를 즐기기 위해 많이 사용되는데요. 이는 보온 도시락 안에 들어있는 열이 식지 않는 원리 때문입니다. 보온 도시락 안에는 보온재가 들어있는데 이 보온재는 열을 저장하고 유지하는 역할을 합니다. 따라서 보온 도시락 안에 들어있는 식사는 보온재에 의해 따뜻한 상태를 유지하게 됩니다. 이러한 보온재는 대부분 알루미늄 호일이나 폴리우레탄 등으로 만들어져 있으며 열 전도율이 낮아 열을 잘 전달하지 않는 특징이 있습니다. 따라서 보온 도시락 안에 들어있는 식사는 보온재에 의해 따뜻한 상태를 유지하게 되는 것입니다. 그리고 보온 도시락의 뚜껑은 보온재와 밀착되어 있어서 열이 쉽게 빠져나가지 않도록 설계되어 있습니다. 이러한 원리로 인해 보온 도시락 안에 들어있는 식사는 따뜻한 상태를 오랫동안 유지할 수 있게 되는 것입니다. 감사합니다.
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안녕하세요. 신광현 과학전문가입니다.
보온도시락은 보온병과 같은 원리입니다.
열은 무조건 뜨거운 곳에서 차가운 곳으로 흐릅니다. 그런데 보온도시락은 보이지 않는 안쪽 면을 진공상태로 만듭니다. 그러면 열이 빠져나가는 것을 최소화하게 됩니다. 그래서 열이 오랫동안 보전이 되는 열역학법칙 따른 방식으로 만들었습니다.
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.
보온 도시락이 음식을 따뜻하게
유지하는 원리는 열 전달을 최소화하는
데 있습니다.
열은 전도 대류 복사의
세 가지 주요 방식으로 전달될
수 있는데 보온 도시락은
이 세 가지 열 전달
방식을 모두 차단하거나 줄임으로써
내부의 음식을 오랫동안
따뜻하게 유지합니다.
전도는 물질이 직접 접촉할
때 열이 전달되는 과정입니다.
보온 도시락은 내부와 외부 사이에
공기층이나 다른 절연
재료를 사용하여 이러한
접촉을 최소화합니다.
진공층이 있는 보온병이나 도시락은
내부와 외부 사이에 공기가 없기 때문에
열이 전도를 통해
쉽게 탈출할 수 없습니다.
대류는 유체 내에서 열이 이동하는
과정입니다.
보온 도시락은 밀폐되어 있어
내부 공기의 움직임을 제한합니다.
이는 내부의 따뜻한 공기가 위로
올라가고 차가운 공기가 아래로 내려가는
대류 현상을 억제하여 열 손실을 줄입니다.
복사는 물질이 열을 전자기파의
형태로 방출하는 과정입니다.
보온 도시락은 내부를 반사성 재료로
코팅하여 복사에 의한 열 손실을 감소시킬
수 있습니다.
이 반사성 코팅은 열 복사를 반사하여
내부로 다시 보내 음식을 따뜻하게 유지합니다.
보온 도시락의 이러한 설계와
재료는 효과적인 절연체 역할을
하여 외부 환경과의 열교환을 최소화합니다.
결과적으로 음식이 오랜 시간
동안 원래의 온도를 유지할 수 있게 됩니다.
이러한 원리를 통해 보온
도시락은 겨울철이나 여름철에도
음식을 원하는 온도로 오랫동안 유지할 수
있어 야외 활동이나
학교 직장에서
편리하게 사용할 수 있습니다.
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안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
보온 도시락은 단열재, 열 반사판, 기밀성을 통해 열 손실을 최소화하여 음식을 따뜻하게 유지합니다. 단열재는 열전도율이 낮아 열이 외부로 빠져나가는 것을 막고, 열 반사판은 내부의 열을 다시 안쪽으로 반사하여 열 손실을 줄이며, 기밀성은 외부 공기가 들어오지 못하도록 막아줍니다. 이러한 요소들이 합쳐져 보온 도시락 안의 온도를 유지하는 것입니다.
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 보온병의 외부는 플라스틱으로 이뤄져 있습니다. 그리고 그 안쪽에는 두 개의 유리병이 있습니다. 보온병에 굳이 유리를 사용하는 이유는 다른 물질에 비해 유리의 열전도율이 낮기 때문입니다. 보온병의 마개도 유리처럼 열전도율이 낮은 고무를 사용해 만들었습니다. 그리고 보온병 사이에는 진공 상태의 벽이 있습니다. 이는 복사에 의한 열 손실을 최대한 방지하기 위해서입니다. 또, 보온병 안쪽과 바깥쪽에는 은으로 도금 처리를 하는데, 그 이유는 뜨거운 커피나 물에서 방출되는 열을 거울처럼 반사시켜 복사 에너지 즉, 열이 바깥으로 새어 나가는 것을 막기 위해서입니다. 결국 보온병의 원리를 요약하면 진공과 반사에 의해 열 손실을 최대한 억제하는 것입니다.
그렇다면, 보온병에는 뜨거운 물체만 담을 수 있느냐? 그렇지 않습니다. 차가운 물질을 담아도 계속해서 차가운 성질을 유지할 수 있습니다. 이런 성질을 가진 용기를 보온병과 구분해 보냉병이라고 부르는데, 보온병이 진공 상태와 은도금의 반사를 이용해 뜨거운 물체의 열 발산을 막아준다면, 보냉병은 반대로 밖에서 안으로 열이 전달되는 것을 막아주는 원리입니다.
출처 : 산업통상자원부 블로그 - 보온통 속에 깨지기 쉬운 '유리'가 있다고?
